دپارتمان مهندسی مکانیک ایران

انجمن مهندسی مکانیک

انجمن تست های غیر مخرب

انجمن علمی مهندسی پزشکی

انجمن بیومکانیک

آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره های مهندسی پزشکی

دوره های آموزشی مهندسی پزشکی

انجمن مهندسی پزشکی

آموزش تعمیر تجهیزات دندانپزشکی

آموزش بازرسی جوش

آموزش پایپینگ


             
آموزش انسیس، جزوه آموزشی مجموعه مثال ها و نکات کاربردی از آنالیز و تحلیل مدل های مهندسی سازه با Ansys
نوشته شده توسط نبی الله پلنگ سوار   
جمعه ، 22 آبان 1394 ، 09:15

 

 

 

 

 

 

 

در حال حاضر در بسیاری از پروژه های پژوهشی در زمینه مهندسی زلزله و سازه استفاده از یک مدل اجزای محدود به عنوان هسته اصلی پژوهش و یا انجام مطالعات تکمیلی در کنار روش های آزمایشگاهی گریز ناپذیر است. وجود تجهیزات کامپیوتری قدرتمند باعث شده است که نرم افزارهای متعددی برای شبیه سازی سازه ها توسط محققان مورد استفاده قرار گیرند. از جمله این نرم افزارها می توان ANSYS را نام برد. قابلیت های ANSYS برای مدلسازی هندسی و انجام انواع تحلیل های سازه ای (استاتیکی، دینامیکی و ...) در هر دو محدوده الاستیک و غیر الاستیک، انعطاف پذیری کافی برای رسیدن به اهداف تحلیلی و طراحی را به ویژه در سازه های خاص فراهم می سازد. مدلسازی و تحلیل سازه هایی مانند قاب، پل، بناهای تاریخی، مخزن، سد و ... و اجزای غیر سازه ای مانند انواع اتصالات از این جمله اند. در کنار قابلیت های تحلیلی، گزینه های شبیه سازی مصالح شکل پذیر و ترد به طراح کمک می کند رفتار غیر خطی سازه را مورد بررسی قرار دهد...

جزوه آموزشی مجموعه مثال ها و نکات کاربردی از آنالیز و تحلیل مدل های مهندسی سازه با نرم افزار Ansys، یک جزوه جامع، مفید و بی نظیر از آموزش تحلیل و آنالیز مدل های متنوع مهندسی سازه و زلزله با استفاده از نرم افزار انسیس می باشد. الگوی آموزشی این جزوه مبتنی بر آموزش با مثال و تمرین می باشد. این جزوه مشتمل بر 405 صفحه، در 7 فصل، با فرمت pdf، به زبان فارسی و به همراه تصاویر رنگی هر محیط و نوار ابزارها، به ترتیب زیر گردآوری شده است:

مقدمه

فصل 1: معرفی نرم افزار ANSYS و ANSYS Workbench

فصل 2: چگونگی نصب و راه اندازی نرم افزار ANSYS

فصل 3: آشنایی سریع با بخش های مختلف نرم افزار ANSYS

  • در این فصل به طور سریع و مختصر با بخش هایی از نرم افزار آشنا می شوید که بیشترین کاربرد را در کار با مدل ها خواهند داشت.

فصل 4: تحلیل الاستیک خطی یک ورق سوراخدار دو بعدی با ANSYS

  • در این مثال از المان پوسته یا Shell برای ساخت یک صفحه سوراخدار و تحلیل آن استفاده می­شود. در انتها نحوه استخراج نتایج تحلیلی ارائه خواهد شد.

فصل 5: تحلیل الاستیک خطی قاب یک طبقه دو بعدی فولادی با ANSYS

  • یک قاب یک طبقه با اتصالات صلب تحت بار گسترده خطی و بار متمرکز جانبی تحلیل شده و نحوه مشاهده نتایج آن با استفاده از روش Sequence Number نشان داده می­شود.

فصل 6: تحلیل الاستیک خطی دیوار بنایی تحت بار ثقلی و جانبی با ANSYS

  • در این مدل نحوه کار با مدل های حجمی نشان داده شده است. یک دیوار بنایی با دو بازشوی در و پنجره تحت بار ثقلی و جانبی وارد بر بالای آن تحلیل شده و تنش های اصلی ایجاد شده در آن به صورت برداری و کانتور رنگی نمایش داده می­شود.

فصل 7: بارگذاری تناوبی تیر فولادی یکسر گیردار با رفتار غیر خطی با ANSYS

  • فرآیند مدلسازی و المان بندی یک تیر I شکل که به صورت صفحه ای مدلسازی می شود مرور شده و نحوه تعریف مصالح غیر خطی فولاد نشان داده خواهد شد. بارگذاری به صورت رفت و برگشتی (تناوبی) به انتهای تیر وارد می شود. در نهایت نمودار نیرو تغییر مکان تیر رسم خواهد شد.

فصل 8: تحلیل دینامیکی گذرا برای رایزرهای مربوط به سکوهای دریایی در برابر امواج دریا با ANSYS

سازه هاي دريايي كه مهم ترين آنها سكوهاي نفتي و لوله هاي انتقال نفت هستند، همواره در معرض نيروي هاي وارد از سوي امواج سطحي قرار دارند. در این مثال نحوه مدلسازی یک لوله از سکوی نفتی با بارگذاری امواج دریا نشان داده شده و نتایج تحلیل استخراج می شوند.

فصل 9: مطالعه پاسخ دینامیکی سیستم یک درجه آزاد با ANSYS

ساده ترین مدل دینامیکی که می تواند مورد بررسی قرار گیرد یک سیستم یک درجه آزاد است که از یک جرم، یک فنر و یک میراگر تشکیل شده است. به کمک چنین مدلی می توان با مفاهیم رفتار دینامیکی سازه ها آشنا گشت و یا یک ابزار تحلیلی را کنترل نمود. در این مثال پاسخ دینامیکی چنین سیستمی بررسی شده و  تغییر مقادیر جرم، سختی و میرایی بر پاسخ آن مختصراً مرور می شود. برای سهولت مطالعه، پس از ساخته شدن مدل از یک ماکرو برای تحلیل حالت های مختلف و دریافت نتایج استفاده خواهد شد.

فصل 10: پاسخ طیفی ساختمان 3 طبقه با مدل ساده جرم و فنر با ANSYS

در این فصل پاسخ طیفی یک ساختمان سه طبقه با مدل ساده جرم و فنر استخراج می شود. برای کنترل صحت کارکرد نرم افزار نتایج تحلیلی با نتایج یک مثال حل شده که در جزوه درسی ارتعاشات تصادفی جناب آقای دکتر محسن غفوری آشتیانی، استاد پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله آمده است مقایسه شده است.

فصل 11: مراحل انجام تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی با ANSYS

در این فصل مراحل انجام یک تحلیل تاریخچه زمانی مرور می شود. این مراحل شامل کنترل استاتیکی مدل، کنترل مودال مدل و کنترل میرایی مدل و کنترل رفتار غیر خطی آن است.

فصل 12: تعریف و کنترل میرایی در تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی با ANSYS

از سئوالات متداول در تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی که معمولاً توسط کاربران پرسیده می شود نحوه تعریف میرایی است. در کنار تعریف میرایی آنچه کاربر باید مورد توجه قرار دهد نحوه کنترل آن در مدل است که معمولاً توجهی به آن نمی شود. در این فصل نحوه تعریف و کنترل میرایی در تحلیل های تاریخچه زمانی مرور می شود.

فصل 13: مبانی تحلیل غیر خطی، معادله نیوتن رافسون، اصطلاحات و روش های حل آن با ANSYS

برای انجام یک تحلیل غیر خطی آیتم های مختلفی برای تنظیم و تعریف در نرم افزار ANSYS پیش بینی شده­اند که استفاده از آنها مستلزم آگاهی کاربر با تئوری های پس زمینه هر یک است. در فصل های 13، 14 و 15 سعی می­شود با رویکردی کلی نگر این مفاهیم و تئوری ها بررسی شوند.  در این فصل سعی می­شود مبانی تئوری گزینه هایی که می توان برای بهبود حل دستگاه معادلات غیر خطی حاکم بر سیستم به کار رود بطور خلاصه معرفی ­شوند.

فصل 14: مبانی تحلیل غیر خطی، مدل های غیر خطی هندسی با ANSYS

رفتار غیر خطی هندسی به رفتاری در یک سازه یا عضو اطلاق می شود که هندسه آن حین تحلیل تغییر کرده و تغییر شکل ها و دوران های بزرگ در آن رخ می دهد. در این مسائل ماتریس سختی به دلیل تغییر هندسه و یا دوران مدل تغییر می کند. نرم افزار ANSYS برای حل این گونه مسائل گزینه­های تحلیلی را پیش بینی کرده است که در این فصل مبانی آنها به طور مختصر معرفی شده است.

فصل 15: مبانی تحلیل غیر خطی، مدل های غیر خطی مصالح با ANSYS

نوع دیگری از رفتار غیر خطی، غیر خطی مصالح است. رفتار غیر خطی مصالح هنگامی رخ می­دهد که رابطه تنش کرنش رابطه ای غیر خطی باشد (بازگشت پذیر یا غیر بازگشت پذیر). انواع مختلفی از مدل های غیر خطی در نرم افزار ANSYS پیش بینی شده است. در این گزارش گزینه­های شبیه سازی این نوع رفتار غیر خطی در نرم افزار ANSYS مختصراً مرور می­شود.

فصل 16: مجموعه نکات مهم و کاربردی در نرم افزار ANSYS

  • نکته 1: چگونه می توانیم یک مدل را حول محوری مشخص بچرخانیم؟
  • نکته 2: چگونه رکورد جابجایی به جای رکورد شتاب در ماکروی Timehis وارد کنیم؟
  • نکته 3: چگونه از صفحه گرافیکی تصویری با پس زمینه سفید تهیه کنیم؟
  • نکته 4: چگونه در یک مدل مقطع بزنیم؟
  • نکته 5: چگونه چند فایل بارگذاری تعریف کرده و آنها را تحلیل کنیم؟
  • نکته 6: چگونه از تصویر صفحه گرافیکی پرینت بگیریم؟
  • نکته 7: چگونه یک المان تیر با دو انتهای مفصلی بسازیم؟
  • نکته 8: چگونه شماره گره ها یا المان ها را مرتب کنیم؟
  • نکته 9: چگونه گره های مجاور یکدیگر را به هم بچسبانیم؟
  • نکته 10: چگونه درجات آزادی چند گره را به یکدیگر وصل (Coupling) کنیم؟
  • نکته 11: چگونه شماره مصالح تعدادی المان را پس از المان بندی تغییر دهیم؟
  • نکته 12: چگونه تعدادی المان ها را انتخاب کرده و برای فراخوانی بعدی نامگذاری کنیم؟
  • نکته 13: چگونه مشخصات مودی حاصل از تحلیل مودال را استخراج نماییم؟
  • نکته 14: چگونه یک مدل را از نرم افزار AutoCAD به نرم افزار ANSYS وارد نماییم؟
  • نکته 15: چگونه یک مدل را از نسخه 12 به نسخه 10 وارد نماییم؟
  • نکته 16: چگونه برای ANSYS ماکرو نویسی نماییم؟
  • نکته 17: چگونه با نرم افزار MATLAB یک رکورد چند ستونی شتاب را به یک رکورد تک ستونی تبدیل نماییم؟
  • نکته 18: توصیه های تخصصی و ضروری به هنگام تحلیل با ANSYS

فصل 17: مجموعه ماکروهای (Macro) کاربردی در نرم افزار ANSYS

  • ماکرو 1: محاسبه وزن المان های انتخاب شده

این ماکرو برای محاسبه وزن المان های Select شده، مورد استفاده قرار می گیرد. المان ها می توانند از نوع حجمی، صفحه ای یا خطی باشند (به ترتیب مانند SOLID یا SHELL یا BEAM). وزن نهایی در بخش زیر در متغیر WT ذخیره می­شود:

Utility Menu → Parameters → Scalar Parameters

قبل از استفاده از این ماکرو یک بار مدل را تحلیل نمائید.

  • ماکرو 2: انجام تحلیل تاریخچه زمانی

این ماکرو برای اعمال شتاب تاریخچه زمانی به هرنوع سازه مورد استفاده قرار می گیرد. برای استفاده از این ماکرو ابتدا لازم است یک فایل ورودی تک ستونی شتاب ساخته شده و سپس مطابق راهنما عمل شود.

  • ماکرو 3: محاسبه نیروهای یک مقطع در مدل های حجمی با المان SOLID

از مشکلات کار با مدل های حجمی، محاسبه مقادیر نیرو در مقاطع مشخص است. در ماکروی Fsec.txt فرآیندی تعریف شده است که بتوان نیروها و لنگرهای مقاطع موازی با صفحه x-y را محاسبه نمود.

  • ماکرو 4: جمع کردن عکس العمل های تکیه گاهی نتایج تحلیل تاریخچه زمانی یا بارگذاری رفت و برگشتی

در برخی از تحلیل های تاریخچه زمانی یا بارگذاری رفت و برگشتی یک مدل لازم است که عکس العمل های تکیه گاهی چندین نقطه با یکدیگر جمع شوند تا عکس العمل کل به صورت برش پایه یا برش انتهایی به دست آید. از آنجا که گزینه ای برای این کار در نرم افزار تعبیه نشده است، ماکروی sum-var.txt برای انجام آن تدوین شده است.

  • ماکرو 5: یافتن مقادیر حداکثر و حداقل پاسخ تاریخچه زمانی جابجایی چند گره

در اغلب تحلیل های تاریخچه زمانی لازم است مقایسه ای بین مقادیر پاسخ تاریخچه زمانی چند گره صورت گیرد تا حداقل و حداکثر پاسخ به دست آمده در پایان تحلیل مشخص شود. برای این منظور می توان از ماکروی find-max-min.txt استفاده نمود.

  • ماکرو 6: ساخت انیمیشن از نتایج تحلیل تاریخچه زمانی

نرم افزار ANSYS مستقیما از نتایج تحلیل تاریخچه زمانی ویدئو تهیه نمی کند. برای تهیه ویدئو از نتایج این نوع تحلیل ها ماکروی ساخت انیمیشن ارائه شده است. در این ماکرو به طور اتوماتیک از نتایج هر گام زمانی فریم به فریم عکس برداری می شود. در نهایت به کمک نرم افزار Image2avi می توان از عکس های تهیه شده انیمیشن تهیه ساخت. نرم افزار مربوطه به همراه جزوه آموزشی قابل دانلود می باشد.

  • ماکرو 7: مدلسازی اتصال مهار بند دوبل ناودانی به تیر و ستون (موقعیت مهار بند اتوماتیک)

روش های مختلفی برای تعیین نیروهای اتصال مهار بند به تیر و ستون توسط محققین ارائه شده است که هر یک دارای تقریب هایی هستند. در این ماکرو به صورت اتوماتیک مدل اجزای محدود اتصال مهار بند به گاست پلیت در تقاطع تیر و ستون مدلسازی می شود. مدل به صورت صفحه ای و با المان Shell 63 ساخته شده و رفتار مصالح الاستیک خطی فرض شده است. کاربر می تواند به راحتی مصالح غیر خطی یا نوع المان را تغییر دهد. در این ماکرو موقعیت مهاربند به طور اتوماتیک تعیین می­شود. مشخصات مهاربند، ابعاد ورق، ابعاد سخت کننده ها و موقعیت آنها از متغیرهای ورودی قابل تنظیم توسط کاربر هستند.

  • ماکرو 8: مدلسازی اتصال مهار بند دوبل ناودانی به پای ستون (موقعیت مهار بند اتوماتیک)

این ماکرو مشابه ماکروی قبلی است با این تفاوت که برای مدلسازی اتصال مهاربند به پای ستون برنامه ریزی شده است. همانند قبل مشخصات مهاربند، ابعاد ورق، ابعاد سخت کننده ها و موقعیت آنها از متغیرهای ورودی قابل تنظیم توسط کاربر هستند. مدل به صورت صفحه ای و با المان Shell 63 ساخته شده و رفتار مصالح الاستیک خطی فرض شده است. در این ماکرو موقعیت مهاربند به طور اتوماتیک تعیین می­ شود.

جهت دانلود جزوه بر لینک زیر کلیک نمایید:

آموزش انسیس، جزوه آموزشی مجموعه مثال ها و نکات کاربردی از آنالیز و تحلیل مدل های مهندسی سازه با Ansys

آموزش انسیس، جزوه آموزشی مجموعه مثال ها و نکات کاربردی از آنالیز و تحلیل مدل های مهندسی سازه با Ansys

آموزش انسیس، جزوه آموزشی مجموعه مثال ها و نکات کاربردی از آنالیز و تحلیل مدل های مهندسی سازه با Ansys

 
سامانه هوشمند ژورنال مقالات